植入器件体导电信道分析与仿真

针对植入器件闭环通信系统设计和实现中面临的通信难题,提出了一种基于体导电的数据通信模型;分析了体导电信道的基本特征,即体导电信道工作频率在千赫兹级时,生物背景信号干扰微不足道,体导电信道可近似为加性高斯白噪声信道(additive white gaussion noise,AWGN);推导出了二维调制下的信道容量公式;并得出:在极低信噪比时采用两电平调制就能有效地利用信道容量,在高信噪比时,可采用多电平调制.利用SystemView对信道进行仿真,仿真结果表明体导电数据通信的可行性,证实了两电平调制在体导电通信系统中优越于多电平调制,得出了信道误码率与信噪比之间的关系.     

植入器件经皮能量传递模型分析

通过电磁场有限元分析软件FEMlab3.3建立了体导电能量传递模型,设计了3种不同形状的电极以优化电极皮肤接触阻抗来提高充电电流传递效率,所采用的Ag电极具有稳定的电极电解质界面,成本低,可重复使用。通过在体外电极上施加不同等级电压以得到最终结果。根据仿真结果,在保证人体安全电流情况下,体导电电流传递效率可达20%以上,能量传递效率在4%~9%之间,不仅远大于无铁芯电磁感应能量传递效率,而且可以进一步实现体内电池体积小型化。